Системы коллекторов, которые осуществляют распределение расплава по рас­пределительному каналу и формующему участку, конструируют таким образом, чтобы для равномерного течения из щели гидравлическое сопротивление для лю­бой линии тока было одинаковым. С помощью таких систем (к их числу относятся коллекторы в форме рыбьего хвоста и вешалки) невозможно обеспечить идентич­ность реологических параметров течения (времени пребывания, напряжений сдвига) для каждой из линий тока. Поэтому были предложены альтернативные варианты конструкции коллектора, в которых длина каждой из линий тока была бы одинако­вой [77]. На рис. 5.28 показана конструкция плоскощелевой экструзионной головки
в форме расширяющегося щелевого канала постоянной высоты. Очевидно, что для этой конструкции длина линий тока, лежащих ближе к центральной оси канала коро­че, чем находящихся ближе к его краям.

Предполагая, что все линии тока исходят из одной точки, значения минимальной и максимальной длины линий тока будут выражаться следующими формулами:

(5.76)

(5.77)

Форма канала, для которой все линии тока будут иметь одинаковую длину, пока­зана на рис. 5.29. Этот канал имеет форму кругового сектора с центральным входом. В этом случае все траектории движения частиц расплава имеют одинаковую длину, но точки выхода расплава не лежат в одной желаемой плоскости. Добиться того, чтобы все линии тока расплава заканчивались в плоскости, проходящей через линию A-В, можно за счет объемной модификации кругового сектора по координате z.

Такой коллектор успешно применяется при литье под давлением в качестве сис­темы предварительного распределения для пленочного литникового канала [78].

Рис. 5.29. Линии тока в канале с дугооб­разным краем

На рис. 5.30 показано простое конструктивное решение такого коллектора. Каж­дая из линий тока по ширине поднимается на такую высоту h(x), чтобы линии тока одинаковой длины заканчивалась на кромке выхода из головки. Высота подъема по координате z зависит от положения точки выходах С учетом того, что длина проек­ции линии тока составляет

(5.78)

1р(х) =л/г/02+ х2, длина линии тока на краю головки составит

lp(L)=Jy2 + L2 -/(*). (5.79)

Рис. 5-30. Плоский щелевой коллектор с линиями тока одинаковой длины

В результате общая длина линии тока выразится формулой

Кх) = 2 j(lp(x) / 2)2 + hx) , (5-80>

а значение h{х) для каждой из линий тока

h(x) = ^L2-x2. (5.81)

Важно отметить, что все величины относятся к точке выхода х.

Приведенное здесь простое конструктивное решение не является реологически оптимальным, так как линия тока имеет резкий излом. Тем не менее оно было выбра­но как пример, иллюстрирующий процесс определения геометрии для широкой ще­левой экструзионной головки с линиями тока одинаковой длины.

Преимуществами этого конструктивного решения являются:

• независимость от перерабатываемого материала;

• независимость от рабочего режима;

• равномерное распределение;

• идентичное изменение параметров течения для каждой линии тока.

К недостаткам головок подобной конструкции можно отнести:

• большую высоту изготовленных головок. Для головок, разработанных с исполь­зованием вышеописанного метода регулирования длины линий тока, наиболь­шая высота в центре головки может составлять до четверти ширины выходной щели. То есть этот метод регулирования целесообразно использовать только для относительно узких экструзионных головок;

• обе полуформы экструзионной головки такой конструкции можно изготавли­вать только на фрезерных станках с ЧПУ. Помимо этого, на обработку требует­ся длительное время, а изготовление таких экструзионных головок приводит к значительным затратам материала, существенная часть которого уходит в струж­ку из-за необходимости изготовления глубокого канала;

• процесс программирования станков с ЧПУ требует значительно больших вре­менных затрат, чем при изготовлении стандартных широкощелевых экструзи­онных головок с коллектором.